package com.microservices.yucloud.api;

import java.util.*;

/**
 * @author zy
 * @date 2020/8/31 5:40 下午
 * @desc 描述
 **/
public class ConsistentHashingWithVirtualNode {

    /**
     * 待添加入Hash环的服务器列表
     */
    private static String[] servers = {"192.168.0.0:111", "192.168.0.1:111", "192.168.0.2:111", "192.168.0.3:111", "192.168.0.4:111"};

    /**
     * 真实结点列表,考虑到服务器上线、下线的场景，即添加、删除的场景会比较频繁，这里使用LinkedList会更好
     */
    private static List<String> realNodes = new LinkedList<>();

    /**
     * 虚拟节点，key表示虚拟节点的hash值，value表示虚拟节点的名称
     */
    private static SortedMap<Integer, String> virtualNodes = new TreeMap<>();

    /**
     * 虚拟节点的数目，这里写死，为了演示需要，一个真实结点对应5个虚拟节点
     */
    private static final int VIRTUAL_NODES = 5;

    static {
        // 先把原始的服务器添加到真实结点列表中
        Collections.addAll(realNodes, servers);

        // 再添加虚拟节点，遍历LinkedList使用foreach循环效率会比较高
        for (String str : realNodes) {

            for (int i = 0; i < VIRTUAL_NODES; i++) {

                String virtualNodeName = str + "&&VN" + String.valueOf(i);

                int hash = getHash(virtualNodeName);

                System.out.println("虚拟节点[" + virtualNodeName + "]被添加, hash值为" + hash);

                virtualNodes.put(hash, virtualNodeName);

            }

        }
        System.out.println();
    }

    /**
     * 使用FNV1_32_HASH算法计算服务器的Hash值,这里不使用重写hashCode的方法，最终效果没区别
     */
    private static int getHash(String str) {
        final int p = 16777619;
        int hash = (int) 2166136261L;
        for (int i = 0; i < str.length(); i++){
            hash = (hash ^ str.charAt(i)) * p;
        }

        hash += hash << 13;

        hash ^= hash >> 7;

        hash += hash << 3;

        hash ^= hash >> 17;

        hash += hash << 5;

        // 如果算出来的值为负数则取其绝对值
        if (hash < 0){
            hash = Math.abs(hash);
        }
        return hash;

    }

    /**
     * 得到应当路由到的结点
     */
    private static String getServer(String node) {
        // 得到带路由的结点的Hash值
        int hash = getHash(node);
        // 得到大于该Hash值的所有Map
        SortedMap<Integer, String> subMap = virtualNodes.tailMap(hash);
        //自己加的,考虑到subMap中没有数据，就取virtualNodes中的第一个值
        if (subMap.size() <= 0) {
            subMap = virtualNodes;
        }

        // 第一个Key就是顺时针过去离node最近的那个结点
        Integer i = subMap.firstKey();
        // 返回对应的虚拟节点名称，这里字符串稍微截取一下
        String virtualNode = subMap.get(i);
        return virtualNode.substring(0, virtualNode.indexOf("&&"));
    }


    public static void main(String[] args) {
        
        String[] nodes = {"127.0.0.1:1111", "221.226.0.1:2222", "10.211.0.1:3333", "223.213.34.67:2341"
                , "192.168.10.67:8010", "192.168.10.68:8010", "192.168.10.69:8010"};

        for (String node : nodes)
            System.out.println("[" + node + "]的hash值为" + getHash(node) + ", 被路由到结点[" + getServer(node) + "]");

    }
}
